Qual a diferença entre um motor a gasolina e a diesel?

Qual a diferença entre um motor a gasolina e a diesel?

Apesar de apresentarem o mesmo princípio de funcionamento, motores a diesel e a gasolina diferem relativamente a uma variedade de aspetos: desde diferenças de construção e funcionamento a diferenças de custos. O seguinte texto menciona as desigualdades mais relevantes entre estes dois tipos de motor e pode ser útil para avaliar as vantagens e desvantagens de cada um.

Princípio de funcionamento de motores a diesel e a gasolina

O princípio de funcionamento de motores de combustão interna, sejam eles a gasolina ou gasóleo, é o mesmo: a energia química do combustível é convertida em energia mecânica por meio de uma combustão controlada que ocorre nos cilindros. Em automóveis modernos o processo de combustão é feito em quatro tempos, nomeadamente a admissão, a compressão, a combustão-expansão e o escape. Contudo, dependendo do combustível há diferenças relativamente aos tempos.

Diferenças de tempos do motor

No caso do motor a gasóleo, ocorre uma admissão de ar ao cilindro. No caso de um funcionamento a gasolina é comum a admissão de uma mistura de ar-combustível. Contudo, é de ter em conta que em modelos recentes a gasolina com injeção direta pode também apenas ser admitido ar ao cilindro.

Considerando motores a gasolina e a diesel típicos: há uma diferença entre os dois relativamente à variação da quantidades de ar e combustível em estados de carga distintos do motor. Em máquinas a diesel a quantidade de ar admitida não varia consoante a posição do pedal do acelerador, apenas a quantidade de combustível. Por outro lado, em máquinas a gasolina é típico ocorrer uma variação da quantidade de ar e de combustível em função da posição do acelerador.

Em motores a gasóleo a compressão do gás admitido é comparativamente mais elevada. Como tal, a pressão de compressão é também tipicamente mais alta, podendo alcançar valores de 30 a 100 bares. Motores a gasolina alcançam valores na ordem dos 12 a 60 bares. Consequentemente, a temperatura atingida durante a compressão é mais elevada em máquinas a gasóleo, podendo atingir valores de 700 a 900 °C. Máquinas a gasolina atingem valores na ordem dos 400 a 600 °C durante a compressão.

Há ainda diferenças relativamente ao tempo de combustão-expansão entre estes dois tipos de máquinas. No caso de motores a gasolina a mistura de ar-combustível comprimida é inflamada por meio de uma ignição comandada na vela de ignição. No caso de motores a diesel, o ar que é admitido ao cilindro é comprimido de tal modo que a sua temperatura sobe consideravelmente. O diesel então injetado inflama-se espontaneamente quando se mistura com o ar previamente aquecido. O aquecimento do ar pode ser apoiado por velas de incandescência. A pressão máxima de combustão é mais elevada em máquinas a diesel, alcançando valores na ordem dos 65 a 180 bares, máquinas a gasolina alcançam valores de cerca de 40 a 120 bares.

A temperatura dos gases de escape é, contudo, mais elevada em motores a gasolina, podendo atingir valores de 700 a 1000 °C em comparação com 500 a 800 °C no caso de máquinas a gasóleo. A perda de energia do combustível é mais elevada em motores a gasolina, pelo que o seu rendimento efetivo é tipicamente menor, na ordem dos 26% a 37% em comparação com 33% a 45% no caso de um funcionamento a gasóleo. Enquanto motores a gasolina emitem mais CO2, os a gasóleo caracterizam-se por emitirem tipicamente mais NOx e partículas. 

Diferenças de construção

Há semelhanças relativamente à construção mecânica entre motores de quatro tempos a gasolina e a gasóleo. Contudo, devido às pressões comparativamente mais elevadas que são geradas durante o funcionamento do motor a gasóleo, este apresenta exigências mais elevadas em termos de robustez de construção. A construção destes motores exige, portanto, mais material, o que leva comparativamente a que tenham uma maior massa e uma menor relação de potência-peso.

Diferenças de combustão 

A ignição comandada e a ignição espontânea exigem respetivamente um combustível indicado. No caso de motores a gasolina, não convém que o combustível se inflame espontaneamente, apenas se deve inflamar depois da compressão e quando a vela de ignição dá uma faísca. Convém, portanto, que o combustível apresente boas propriedades anti-detonantes. 

No caso de um funcionamento a diesel, convém, por outro lado, que o combustível injetado se inflame espontaneamente com rapidez e de forma completa quando entra em contacto com o ar comprimido e quente. Este combustível deve apresentar um índice de cetano apropriado, o qual indica a capacidade auto-inflamante.

Diferenças de binário e rotações

Motores a diesel apresentam um binário comparativamente mais elevado, em particular a baixas rotações. Isto é particularmente interessante para aplicações em que é necessário uma boa capacidade de arrasto. Por outro lado, motores a gasolina funcionam numa gama de rotações mais ampla. Isto permite uma condução mais desportiva.

Diferenças de custos: carro a diesel ou a gasolina?

Regra geral, o preço de aquisição de um automóvel a gasóleo novo é comparativamente mais elevado que o de um automóvel a gasolina. Isto deve-se também à tecnologia de pós-tratamento  de gases de escape usada, a qual é mais complexa. 

A emissão de CO2 e o consumo de combustível é comparativamente mais baixo em carros a diesel. Por outro lado, os preços da gasolina tendem a ser mais elevados do que os preços do gasóleo. Contudo, estes valores estão sujeitos a uma determinada volatilidade, o que pode reduzir ou não a diferença entre eles. 

Ainda assim, há que considerar os custos relativos a impostos e a seguros automóveis. Estes tendem a ser mais elevados em carros a gasóleo. 

A compra de um carro deve ser ponderada. Ambos os tipos de motores estão associados a custos específicos. Qual o mais vantajoso depende de cada caso particular, não há uma regra geral pela qual seja possível assumir que a condução de um carro a diesel é necessariamente mais económica. Torna-se de facto relevante estimar a quilometragem anual, os custos de aquisição dos modelos de interesse, os custos correntes do seu uso, bem como a sua perda de valor ao longo do tempo de utilização. 

Um indicador sensato para comparar os custos de cada tipo de veículo é o preço por quilómetro. Os valores finais dependem dos fatores mencionados anteriormente. Qual o automóvel mais económico dependerá da combinação concreta de fatores, a qual depende das preferências do proprietário.

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